許賢蘇 曾美琳

【摘要】《中國教育現(xiàn)代化2035》第八項任務提出：加快信息化時代教育變革。對于教育領域而言，沒有教育信息化就沒有教育現(xiàn)代化，加快教育信息化快速發(fā)展既是事關教育全局的戰(zhàn)略選擇，也是破解教育熱點、難點問題的緊迫任務。當今社會，教師要提升自己的信息技術素養(yǎng)，巧用信息技術輔助教師教學，實現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)新課堂的愿景。對此，筆者一直在研究信息技術與學科教學的深度融合。本文聚焦于小學幾何體教學，闡述教師在小學數(shù)學幾何體教學、培養(yǎng)學生的空間觀念這方面，AR技術可以給予哪些非常有效的課堂創(chuàng)新技術支持。

【關鍵詞】AR技術;小學數(shù)學;創(chuàng)新課堂;增強現(xiàn)實

一、引言

AR（Augmenbed Reality，增強現(xiàn)實技術）是虛擬現(xiàn)實技術的延伸，它可以用來模擬對象，讓學習者在現(xiàn)實環(huán)境背景中看到虛擬生成的模擬對象，而且這一模型可以快速生成、操縱和旋轉。《中國教育現(xiàn)代化2035》第八項任務也提出：加快信息化時代教育變革。對于教育領域而言，沒有教育信息化就沒有教育現(xiàn)代化，加快教育信息化快速發(fā)展既是事關教育全局的戰(zhàn)略選擇，也是破解教育熱點難點問題的緊迫任務。筆者發(fā)現(xiàn)，在小學數(shù)學幾何體教學、培養(yǎng)學生的空間觀念這方面上，AR技術可以給予非常有效的課堂創(chuàng)新技術支持。

二、AR技術支持下數(shù)學創(chuàng)新課堂的優(yōu)勢

在以往教學“圖形與幾何”時，教師通常都是借助多媒體和模型再結合語言描述來講授。即使有模型的輔助，但有些知識的隱形思考過程是很難體現(xiàn)的，需要依靠學生的想象力，要讓學生直接從現(xiàn)實生活的三維物體抽象出二維圖形，這對學生的空間觀念要求就更高了。成績中上的學生可能還是可以接受的，但是中下的學生就比較吃力了，學困生甚至都聽不懂。對于現(xiàn)在這種普遍的學習狀態(tài)，是教育者亟需解決的重要問題。AR技術給數(shù)學創(chuàng)新課堂的轉變帶來了新契機。

（一）AR可以發(fā)展學生的空間觀念。對于上文所講那些看不見的隱形的思考過程，教師可以借助AR技術的支持來將它可視化，實現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)新課堂的愿景。AR技術能幫助學生更好地理解隱形思考過程，培養(yǎng)空間觀念。

（二）AR可以讓學生去親身體驗過程，真正地成為課堂的主人?！痘A教育課程改革綱要（試行）》里講到：“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力，獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”這就強調了盡量減少教師的單方面輸出，增加學生親身體驗、合作交流的機會。只有學生主動參與、親身體驗，才能讓學習變得更深刻。AR技術的使用，基于自然交互，增加體驗感，極大地吸引了學生的興趣。同時，AR技術的情景化、可視化都促進了學生理解的深層機制。善于表達的學生借助AR可以生動形象地表達自己的想法，并逐步形成一種新的思維方式。座位上的學生邊看AR的演示過程，邊傾聽同齡人的講解，平平無奇的內容瞬間變得有趣又生動。

三、研究AR技術促進數(shù)學教學模式的創(chuàng)新

在數(shù)學教學中，運用AR技術，可以有效促進數(shù)學教學模式的創(chuàng)新，使原本枯燥的數(shù)學課變得生動有趣。

（一）AR技術融合到數(shù)學學科教學，促進教學資源平等化普及化，提高學生學習興趣。

（二）優(yōu)化了智慧課堂，把現(xiàn)實增強體驗應用到教學中，打造實時交互的課堂方式，親身進入課堂內容體驗，身臨其境直觀感受，提高課堂教學質量。

（三）利用新技術融入教學環(huán)節(jié)，創(chuàng)新教師教學手段，教師利用三維直觀的教學內容，增強智慧課堂中的場景真實再現(xiàn)，使教師真正成為學生的引領者。

（四）轉變學生觀，運用AR技術激發(fā)學生的探究欲和想象力，提高學生認知水平和學習效率，培養(yǎng)學生的合作能力、探究能力、創(chuàng)新能力，提高學生的主觀能動性。

四、AR技術應用于數(shù)學創(chuàng)新課堂的實踐

AR技術在小學四年級下冊《觀察物體（二）》這節(jié)課的應用，獲得以下兩點啟發(fā)，并從中找到一些操作方法：

（一）AR技術應用的基本方法

1.課前：教師需要了解AR技術并熟練運用。筆者使用的AR設備是一個投影儀和一個定位盤，并通過配套相應的素材資源來進行輔助教師的教學。在使用前期，教師會覺得定位盤用得不慣，因為它的方向跟使用者的是不一樣的。因此，教師需要不斷去使用它、適應它，才能融為一體，熟練操作。

2.課中：AR技術的使用要切實幫助學生突破難點，避免為用技術而用技術。像“圖形與幾何”教學驗證結論時或者分析比較抽象的問題時，AR技術都能給予強大的支持。教師要放手給學生操作，在旁偶爾提示或引導一下即可。

3.課后：最好能有自己的課堂實錄及時反思AR技術使用是否有最大可能地發(fā)揮其作用。如，筆者的課堂上，在第二次試教時，以為已經很放手了。但后來通過觀看自己的課堂實錄，不但發(fā)現(xiàn)自己一些課堂上不好的習慣，還發(fā)現(xiàn)在學生在使用AR時，自己干預過多，沒有借助AR演示來更好地發(fā)展學生的表達能力。

（二）結合具體案例分析AR技術支持下的數(shù)學創(chuàng)新課堂

本節(jié)課通過：1.復習引入，讓學生聯(lián)系二年級所學的觀察物體與這節(jié)課的關系，引出課題。2.新授探究，同桌合作，“拼搭一個你喜歡的幾何體”。隨后選擇一個幾何體，全班觀察。同桌合作：“①從前面、上面和左面進行觀察;②記錄在各個方向觀察到的平面圖形?！眱擅麑W生上臺匯報并用AR進行驗證自己的想法。3.牛刀小試，完成做一做，并請學生上臺匯報及AR演示。4.對比：不同的幾何體從同一方向進行觀察，看到的圖形有時是不同的，有時是相同的。5.鞏固提升，完成紙質練習和操作練習（根據給出條件拼搭符合要求的幾何體）。

《觀察物體（二）》這一節(jié)課是屬于“圖形與幾何”領域，學生理解起來相對抽象，之前不借助AR技術就只能借助實物，操作不方便，學生觀察起來也不夠清晰，有時甚至連實物都沒有。對于“側面觀察幾何體并畫出你觀察的形狀”，這類型問題的解決，教師只能讓學生去假設“你站在側面進行觀察，想象你會看到的形狀”。對于從幾何體中提取出某個方向的平面圖形，比較抽象。但是借助AR后，可以在大屏幕上呈現(xiàn)出隨意組成的任何幾何體并能提取出各個方向觀察到的形狀，直觀清晰。同時，能更好地聚焦學生。AR這樣高科技技術的使用對學生吸引力大大提高，學生看到后感覺很新鮮好奇，參與度自然提高，課堂質量同步上升。

在教學過程中，教學任務很快完成。教師大膽放手，讓學生操作。學生的學習力非常強，馬上就上手了。AR提供了想象力支撐，學生理解起來比預期中更容易。

在后面的達標練習評講中，教師驚喜地發(fā)現(xiàn)，即使后面不用AR來演示，學生也能想象出使用AR看到的樣子并畫出來。

五、AR在小學數(shù)學“圖形與幾何”領域的應用效果

在小學數(shù)學“圖形與幾何”領域中，通過AR技術手段的應用，收到了明顯的效果，課堂教學得以優(yōu)化。

（一）虛實結合，實現(xiàn)情景化

AR技術將虛幻的幾何體呈現(xiàn)在屏幕上，教師通過調節(jié)定位盤來旋轉、移動幾何體，如同實物一樣。同時，通過提前設置功能，進行增加或減少幾何體個數(shù)，同時還能提取面、提取不同的幾何體做對比等的功能操作。這樣創(chuàng)設情境可以幫助學生更加容易理解空間結構，有效地培養(yǎng)了學生的空間觀念。

（二）自然交互，增強體驗感

學生通過操作定位盤和觸碰屏幕來進行互動學習，生動有趣，實現(xiàn)了人與技術的有效融合，學生的體驗感得到提升。

（三）三維展示，提升理解力

AR技術的應用，避免了學生從實際生活的三維物體直接跳躍到屏幕的二維平面，過程展示讓隱形知識得以可視化，突破知識難點，讓接受能力薄弱的學生也能更好地掌握，理解能力得到提升。

六、結語

“圖形與幾何”領域是小學數(shù)學教學的重難點，而先進的AR技術可以很好地輔助教師教學，優(yōu)化課堂教學，有效地達成教學目標，提高教學效果。

參考文獻：

[1]蔡蘇，王沛文，楊陽等.增強現(xiàn)實（AR）技術的教育應用綜述[J].遠程教育志，2016，34（5）：27.

[2]范明慧，張煒琴，李娜.AR在小學幾何體教學中的應用探析[J].中國教育信息化·基礎教育，2020（22）：67-71.

責任編輯? 楊? 杰